磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池組的技術之爭

來源：存能電氣  日期：2019-09-30 10:54  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池組的技術之爭。在鋰電池當?shù)赖臅r代，更是將重點放在了三元鋰與磷酸鐵鋰上，未來三元鋰與磷酸鐵鋰究竟誰勝誰負，三元鋰電池組和磷酸鐵鋰電池還未能夠分出勝負，三元鋰電池略占上風，但兩者至少在現(xiàn)階段都不是完美的解決方案。

　　鐵鋰電池與三元鋰電池組的技術之爭

　　我國動力電池主要有4種商業(yè)化技術路線：磷酸鐵鋰電池、三元、錳酸鋰和鈦酸鋰。錳酸鋰電池主要是因為能量密度偏低，而鈦酸鋰電池主要是因為成本較高，兩者在動力電池市場份額總占比不到5%。鐵鋰電池路線與三元鋰電池組路線成為動力電池市場的主體路線，共占據(jù)市場份額的～95%。

　　磷酸鐵鋰電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽命。文獻顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環(huán)1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。磷酸鐵鋰電池也擁有良好的快充特性，3C倍率充電條件下，15分鐘可以充電55%，30分鐘充個電容量超過95%。

　　磷酸鐵鋰電池最大的優(yōu)點是其安全性，磷酸鐵鋰的化學性質穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定性好，700-800℃才會開始發(fā)生分解，且在面對撞擊、針刺、短路等情況時不會釋出氧分子，不會產(chǎn)生劇烈的燃燒，安全性能高。

　　但是，磷酸鐵鋰電池的缺點在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環(huán)境下，放電能力和容量均會大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg，如果計算整個電堆，包括電池管理系統(tǒng)、散熱等零部件的能量密度就更低了。

　　在小型乘用車領域，三元鋰電池組已經(jīng)全面取代磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池組能量密度高，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰電池水平。

　　三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料，石墨作為負極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同，三元鋰電池電壓平臺很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰電池組的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充電、和耐低溫性能等方面，三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢。

　　三元鋰電池組PK磷酸鐵鋰技術路線之爭看似巨大，但對于用戶和整車企業(yè)來說，兩種技術路線實則各有千秋。歸根結底，不同車型選擇適合其運營的不同電池，才是問題的根本所在。

　　三元鋰電池組熱穩(wěn)定性較差，250-300℃就會發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，產(chǎn)生的熱量進一步加劇正極分解，在極短的時間內就會爆燃。雖然有著安全顧慮，但因為政策對能量密度的規(guī)定，三元鋰電池組已經(jīng)呈現(xiàn)取代磷酸鐵鋰電池趨勢，成為乘用車的主流。

　　總結：從產(chǎn)業(yè)布局上看，越來越多磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)廠家都開始關注三元鋰電池材料開發(fā)。但是，這并不意味著，未來就將絕對是三元鋰電池組統(tǒng)領天下，電池行業(yè)一向是一代材料一代技術，整個行業(yè)一直并沒有停止對新材料和新技術的挖掘，更高的能量密度和更安全的性能永遠是企業(yè)試圖平衡的兩大命題。